KR101569329B1 - 단일-튜너 시스템을 위하여 로컬 환경에 ｆｍ 튜너 감도를 동적으로 적응시키기 위한 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

단일-튜너 라디오를 동작시키는 방법은 제1 주파수로의 튜닝을 포함한다. 제1 주파수와 연관된 제1 신호 내의 휴지기가 검출된다. 제1 주파수로부터 제2 주파수로 튜닝이 스위치된다. 제2 주파수에 대한 신호 품질 메트릭이 측정된다. 제2 주파수로부터 제1 주파수로 튜닝이 스위치된다.

Description

단일-튜너 시스템을 위하여 로컬 환경에 ＦＭ 튜너 감도를 동적으로 적응시키기 위한 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR DYNAMICALLY ADAPTING FM TUNER SENSITIVITY TO A LOCAL ENVIRONMENT FOR A SINGLE-TUNER SYSTEM}

본 발명은 차량용 라디오들에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 차량용 라디오들에서의 감도(sensitivity) 설정들에 관한 것이다.

자동차 라디오(car radio)들이 전 세계적으로 보다 널리 확산됨에 따라, 라디오들로 하여금 그들의 환경의 특성들을 검출하고, 이에 따라 라디오들의 내부 설정들을 조정하게 하는 것이 보다 유리해지고 있다. 현재, 대부분의 디지털 AM/FM 튜너들은 튜너 자동 검색(Tuner Auto Seek) 동작, 즉 튜너가 충분히 강한 신호를 갖는 주파수에 이르러 그곳에 정지할 때까지 주파수 대역을 가로질러 자동으로 스캔하는 동작에 대하여 고정된 튜너 감도 임계치를 사용한다. 또한, 대부분의 디지털 AM/FM 튜너들은 다른 기능들에 대해서도 고정된 매개변수들을 사용한다. 고정된 튜너 감도 임계치들 및 고정된 매개변수들을 사용하면, 상이한 신호 조건들 하에서의 오디오 품질이 불균등해질 수 있다. 고정된 임계치 및 매개변수들 값들은 통상적으로 지역에 따른 보정 데이터(calibration data) 내에서 정의된다.

튜너 감도 임계치의 경우에 있어서, 하위 임계치는 라디오가 잡음과 유효 방송국(valid station) 사이를 좀더 양호하게 구별할 수 있게 하는 반면, 고정된 상위 레벨 임계치를 사용하면, 운전자가 도시로부터 교외 또는 시골 주변 환경으로 이동할 때, 자동 검색 동작을 통해 유효 방송국들을 식별하는 라디오의 기능을 제한할 수 있게 된다. 교외 또는 시골 환경에서는 라디오가 상한에 대해 설정되는 실제 임계치 미만인 하위 신호 레벨들만을 수신할 수 있기 때문에, 튜너 검색 동작을 통해 유효 방송국을 식별하는 기능이 저하되는 일이 일어날 수 있는 것이다.

대부분의 디지털 AM/FM 튜너들이 고정된 매개변수들을 사용하는 다른 기능들 중 일부로는 소프트 뮤트(Soft Mute), 하이 컷(High Cut) 및 스테레오 블렌드(Stereo Blend)가 있다. 소프트 뮤트는, 정적 잡음이 최종 사용자의 청취의 편안함을 방해하는 것을 방지하기 위하여, 낮은 신호 감도 조건들에서 오디오를 뮤팅(muting)시키는 데에 사용될 수 있다. 마찬가지로, 하이 컷은 신호 강도, 다중 경로 또는 인접 채널이 특정한 레벨을 초과하는 경우들에 있어서 높은 주파수들의 클램핑 다운(clamping down)을 정의한다. 또한, 스테레오 블렌드는 스테레오 신호를 모노 신호로 블렌딩(blending)하고, 신호 조건들이 보다 양호해질 때 신호를 다시 모노로부터 스테레오로 변환함으로써, 열악한 환경(harsh environment)들에서 사용자의 전반적인 청취 경험을 향상시킨다.

DSP(digital signal processor)의 동작에서, "어택 시간(attack time)"은 대역폭이 증가되는 레이트를 정의할 수 있고, "릴리스 시간(release time)"은 대역폭이 줄어드는 레이트를 정의할 수 있다. 종래의 AM/FM 튜너들은 소프트 뮤트, 스테레오 블렌드 및 하이 컷 특징(feature)들에 대해 고정된 어택 시간 및 릴리스 시간을 설정한다. 그러나, 예를 들어, 고감도 지역들에 대해 최적화된 스테레오 블렌드에 대한 어택 시간 및 릴리스 시간은 저감도 지역들에서는 잘 작동하지 않을 수 있다.

세계의 지역들 간에 서로 다른 라디오의 협약(convention) 또는 표준은 RDS(Radio Data System) 및 RBDS(Radio Broadcast Data System)를 사용하는 것이다. RDS는 종래의 FM 라디오 방송들을 사용하여 소량의 디지털 정보를 전송하기 위한, EBU(European Broadcasting Union)로부터의 표준이다. RDS 시스템은 현재 시각 및 트랙, 아티스트 및 라디오 방송국의 식별과 같은 여러 유형들의 정보의 전송 포맷을 표준화한다. RBDS는 RDS의 미국 버전이다. RDS/RBDS 감도에 관하여, 프로그램 식별 코드(Program Identification Code), 프로그램 서비스명(Program Service Name), 대체 주파수 리스트(Alternate Frequency List) 및 RDS/RBDS 표준 프로토콜에서 정의되는 그 밖의 것들을 수신하기 위하여, RDS/RBDS 동기화가 실현될 수 있기 전에 라디오는 통상적으로 특정 필드 강도의 감도를 필요로 한다. 감도는 프론트-엔드 필터 대역폭, 필드 강도, 다중경로 및 현재 청취되고 있는 방송국이 겪는 인접 채널 간섭을 포함한 무선 환경의 특성들에 대해 종속적일 수 있다.

종래의 자동차 라디오 헤드 유닛들은 튜너 자동 검색 동작에 대한 두 개의 튜너 검색(Tuner Seek) 감도 임계치 설정들, 즉 로컬(Local) 및 DX 임계치 설정들을 보정 데이터 내에 저장한다. 로컬 검색 동작은 통상적으로 상위 임계치를 유지하고, 검색을 트리거하는 동안, 이 상위 임계치를 사용하는 제1 패스(pass)는 이 임계치 레벨을 만족시키거나 이 임계치 레벨을 초과하는 방송국 신호들을 찾으려고 시도할 수 있다. 로컬 임계치로 전체 스펙트럼 범위(미국에서는, 87.7 ㎒ 내지 107.9 ㎒)를 가로지르는 일 회의 패스를 완료한 후에 임계치 레벨을 초과하는 신호가 발견될 수 없으면, 로컬 임계치보다 낮은 DX 임계치를 사용하여, 신호가 하위 DX 임계치를 초과하는 방송국들을 찾을 수 있다.

우선 로컬 임계치로 스캔하고, 다시 DX 임계치로 스캔해야 하는 필요성 때문에, 종래의 라디오들은 로컬 임계치를 만족하는 방송국이 존재하지 않는 경우에 DX 임계치를 만족하는 방송국을 찾기 위하여 통상적으로 저감도 지역들에서 2회의 패스들을 필요로 한다. 시골 지역들에서, 검색 속도가 75 밀리초/방송국인 것을 가정하면, 이들 2회의 스캔들은 사용자가 16초까지 기다릴 것을 요구한다. 즉, 미국 FM 대역은 102개의 주파수들을 가지므로, 이들 주파수들 각각에서 75 밀리초를 소비하면 1회의 스캔을 완료하기 위해서는 약 8초가 필요하게 된다.

따라서, 동작의 비-튜너 모드에 있으면서, 주파수 스펙트럼에 2회의 별도의 스캔들을 행할 필요가 없는 임계치들을 설정하는 방법은 종래 기술의 관점에서 예상되지도 자명하지도 않다. 또한, IF 신호에 대한 이득(gain)을 적응적으로 증가시키고, 프론트 엔드 대역폭 한계를 변경하고, 하이 컷 필터 대역폭을 조정하기 위한 어떠한 수단도 종래 기술의 관점에서는 예상되지도 자명하지도 않다.

[발명의 개요]

본 발명은 튜너 모드 및 비-튜너 모드 중 어느 모드에 있는 최종 사용자에 의해 지각될 수 없는 감도 검사들을 수행함으로써, 라디오 헤드 유닛으로 하여금 라디오 헤드 유닛이 있는 지역의 전반적인 감도를 계측(gauge)하게 하기 위한 방법을 제공한다. 따라서, 튜너 감도는 로컬 환경에 기초하여 동적으로 적응될 수 있다. 본 발명은 튜너 감도, 오디오 감도 및 RDS/RBDS 감도를 라디오가 현재 위치해 있는 환경의 로컬 감도에 맞도록(match) 동적으로 적응시키기 위한 방법 및 시스템을 제공한다.

저감도 영역의 경우, RDS/RBDS 감도를 향상시키기 위하여, 라디오는 라디오가 현재 위치해 있는 지역의 현재 감도에 기초하여 6 dBuV까지의 IF(Intermediate Frequency) 이득들을 적응적으로 인에이블 또는 디스에이블시킬 수 있다.

오디오 감도 설정들에 대해 라디오 헤드 유닛들 상에서 미조정(tweaking)되는 오디오 매개변수는 구동되는 동안에 청취자의 경험의 편안함을 향상시킬 수 있는 스테레오 블렌드, 소프트 뮤트 및 하이 컷에 대한 매개변수들을 포함할 수 있다. 또한, 오디오 청취의 편안함은 프론트 엔드 IF 필터 대역폭을 동적으로 적응시키는 것에 의존할 수 있다. 인접 채널 간섭에 의해 야기될 수 있는 낮은 신호 품질의 경우에는, 프론트 엔드 IF 필터 대역폭이 클램핑 다운되어, 간섭이 차단(cut out)되는 것을 보장할 수 있다. 이것은 오디오 청취의 편안함을 향상시킬 수는 있지만, 만약 최소 대역폭이 너무 협소하게 되면, FM 스테레오 MPX(Stereo Multiplexed) 신호의 57 ㎑ 서브캐리어에 존재하는 RDS/RBDS 신호의 디코딩 및 RDS 동기화에 간접적으로 영향을 줄 수 있다.

본 발명은, 일 형태로서, 제1 주파수로 튜닝하는 것을 포함한, 단일-튜너 라디오를 동작시키는 방법을 포함한다. 제1 주파수와 연관된 제1 신호 내의 휴지기(pause)가 검출된다. 튜닝은 제1 주파수로부터 제2 주파수로 스위치된다. 제2 주파수에 대한 신호 품질 메트릭이 측정된다. 튜닝은 제2 주파수로부터 제1 주파수로 스위치된다.

본 발명은, 다른 형태로서, 라디오 주파수들의 범위를 스캔하는 것을 포함한, 튜너를 구성하는 방법을 포함한다. 복수의 주파수 각각에 대하여 신호 품질 메트릭이 측정된다. 신호 품질 메트릭들의 복수의 측정치들의 평균치 및 표준편차가 계산된다. 튜너에 대한 동작 주파수들의 세트가 선택된다. 이 선택은 계산 단계에 의존한다.

본 발명은, 또 다른 형태로서, 제1 주파수로 튜닝하는 것을 포함한, 단일-튜너 라디오를 동작시키는 방법을 포함한다. 제1 주파수와 연관된 제1 신호 내의 휴지기가 검출된다. 튜닝은 제1 주파수로부터 제2 주파수로 스위치된다. 제2 주파수에 대한 신호 품질 메트릭이 측정된다. 튜닝은 제2 주파수로부터 제1 주파수로 스위치된다. 차량이 이동한 거리들은 모니터링된다. 제2 주파수에 대한 신호 품질 메트릭은, 제2 주파수에 대한 신호 품질 메트릭의 이전 측정 이후에 차량이 임계 거리를 이동한 경우에만 다시 측정될 수 있다.

본 발명의 이점은, 라디오가 현재 로컬 환경을 계측할 수 있어서, 무엇보다도 RDS/RBDS 감도가 향상되게 할 수 있다는 점이다.

다른 이점은, 본 발명은 사용자가 지각할 수 없는 검사들을 행함으로써, 튜너 모드에 있는 동안 품질 검사들을 수행하는 어려움을 극복할 수 있다는 점이다. 특히, 튜너 감도 검사들은 FM 튜너 소스 및 비-튜너 소스 모두에서 수행될 수 있다. FM 소스 내의 검사들은 DSP가 휴지기를 검출할 때마다 지능적으로 또한 기회주의적으로(opportunistically) 수행될 수 있다.

또 다른 이점은, 검사들의 양을 제한하고 검사들이 효율적으로 행해지는 것을 보장하기 위하여, 각각의 품질 검사 갱신이 차량의 속도에 의해 감소될 수 있는 타이머와 연관될 수 있다는 점이다. 일 실시예에서, 특정한 주파수에 대해 품질 검사가 수행되었으면, 품질 검사는 타이머가 만료된 경우에, 또한 타이머가 만료된 경우에만 동일한 방송국에서 다시 수행된다. 원-샷(one-shot) 타이머는, 사용자가 검사들을 지각할 수 있을 만큼 충분히 오래 오디오가 뮤팅되는 것을 방지하기 위하여 연이은 검사들이 백 투 백(back to back)으로 수행되지 않는 것을 보장할 수 있다.

또 다른 이점은, 본 발명은 라디오의 튜너, 오디오 및 RDS/RBDS 감도를 향상시킬 수 있다는 점이다.

또 다른 이점은, 본 발명은 임의의 AM 또는 FM 디지털 튜너 시스템에 적용가능하다는 점이다.

또 다른 이점은, 본 발명은 임계치를 조정할 수 있게 하기 위하여 2회의 패스들을 거치거나 비-튜너 소스에 있을 필요성이 제거된다는 점이다.

또 다른 이점은, 본 발명은 그 임계치를 동적으로 적응시킴으로써 자동 검색 동작을 지원할 수 있고, 본 발명의 응용이 동적 방송국 리스트들 및 오토스토어 프리셋(Autostore Preset)들과 같은 OEM 고객들에 의해 요구되는 추가적인 특징들에 대해 동적 임계치 설정들을 제공하도록 확장될 수 있다는 점이다. 예를 들어, 오토스토어는, 필요할 때 주파수들이 사용자에 의해 리콜(recall)될 수 있도록 라디오가 전체적인 스펙트럼을 스캔하고 12개의 최상의 주파수들을 RAM에 저장할 것을 요구할 수 있는 특징이다.

첨부 도면들과 결합되어 행해지는 본 발명의 실시예들의 이하의 설명을 참조함으로써, 본 발명의 상기한 특징 및 기타 특징들 및 목적들, 및 이들을 획득하는 방식은 보다 명백해질 것이고, 본 발명 자체도 더욱 잘 이해될 것이다.
도 1은 FM 튜너 감도의 그래프들의 집합을 나타낸 도면.
도 2는 본 발명의 라디오 시스템의 일 실시예를 도시하는 블록도.
도 3은 이웃 주파수 검사 동안의 뮤팅을 도시하는 타이밍도.
도 4a는 본 발명의 방법의 일 실시예의 FM 주파수들의 스캔에서 측정된 바와 같은 FM 주파수 대 필드 강도의 예시적인 일 그래프를 나타낸 도면.
도 4b는 본 발명의 방법의 일 실시예의 FM 주파수들의 스캔에서 측정된 바와 같은 FM 주파수 대 필드 강도의 다른 예시적인 그래프를 나타낸 도면.
도 5는 품질 검사들을 수행하기 위한 본 발명의 방법의 일 실시예의 흐름도.
도 6은 본 발명의 결정 분석 방법의 일 실시예의 흐름도.
도 7은 차량 내의 라디오를 동작시키기 위한 본 발명의 방법의 일 실시예의 흐름도.
도 8은 튜너를 구성하기 위한 본 발명의 방법의 일 실시예의 흐름도.

이하 개시되는 본 실시예는 그 자체로만 본 발명이거나 본 발명을 이하의 설명에 개시되어 있는 정확한 형태들로 한정하기 위한 것이 아니다. 오히려, 본 실시예들은 당업자들이 그 교시들을 이용할 수 있도록 선택되고 설명되어 있다.

이제부터 도면들, 특히 도 1을 참조하면, dBuV로 된 신호 레벨(x축) 대 신호-대-잡음 비(y축)를 그래프로 나타낸 통상적인 FM 튜너 감도(sensitivity) 곡선들이 도시되어 있다. 다양한 그래프들은 특정한 라디오에 대한 하이 컷 성능, 소프트 뮤트(mute) 컷오프, 스테레오 신호 잡음 및 모노 신호 잡음 레벨들을 포함한다.

소프트 뮤트, 하이 컷 및 스테레오 블렌드 매개변수들의 설정들은 통상적으로 라디오 헤드 유닛이 현재 위치해 있는 환경의 로컬 감도에 기초한 변동(variance)을 갖는다. 이들 설정들은 통상적으로 안테나 유형(즉, 수동, 능동 또는 다이버시티(diversity)) 및 지역에 기초하여 변동된다. 예를 들어, 하이컷 값들은 고감도 지역 및 저감도 지역에 기초하여 변동될 수 있다.

위에서 언급된 매개변수들은 통상적으로 지역마다 변동되고, 또한 자동차 라디오가 현재 위치해 있는 지역의 전반적인 감도에 기초하여 변동될 수도 있다. 필드 테스팅은 저감도 지역 및 고감도 지역에 대한 성능 요구사항들을 만족시키는 계수들의 고유 집합을 식별하는 데에 사용될 수 있다.

본 발명은 현재 청취 중인 방송국(station)으로부터 이웃 주파수들을 스캔하고, 신호 강도와 같은 신호 매개변수의, 평균값에 대한 표준 편차를 계산하기 위하여 라디오에 대한 프레임워크를 제공할 수 있다. 라디오는 검색 정지에 대한 동적 임계치를 설정하기 위하여, 즉 신호 매개변수 임계치를 설정하기 위하여 이 정보를 사용할 수 있는데, 여기서, 주파수의 신호 매개변수가 임계치를 초과하면 튜너가 그 주파수에서 정지하게 된다. 또한, 라디오는 각각의 지역에 대하여 오디오 계수들, 즉 신호 매개변수 임계치들의 적절한 집합을 메모리에 로드할 수 있다. 본 발명에 의하면, 더 이상 DX 임계치에 대한 제2 패스 스캔을 행할 필요가 없을 수 있다. 오히려, 라디오는 로컬 환경의 측정된 특성들에 기초하여 동적으로 변동되는 단일 임계치를 사용할 수 있다. 오디오 감도 튜닝에 있어서, 본 발명은 자동차가 고감도 지역에 위치해 있는지 또는 저감도 지역에 위치해 있는지에 기초하여, 라디오로 하여금 계수들의 별도의 집합들, 즉 임계치들의 별도의 집합들을 동적으로 로드하게 할 수 있다.

라디오가 위치해 있는 지역의 감도를 라디오가 계측할 수 있으면, 또는 라디오가 현재 청취 중인 방송국의 현재 감도를 확인할 수 있으면, 라디오는 튜너 IC에서 6 dBuV까지의 IF(Intermediate Frequency) 신호 이득을 동적으로 인에이블 및 디스에이블할 수 있다. 인접 채널 간섭에 의해 야기될 수 있는 낮은 신호 품질의 경우, 프론트 엔드 IF 필터 대역폭이 간섭을 차단하기 위하여 클램핑 다운될 수 있다. 이것은 오디오 청취의 편안함에는 도움을 줄 수 있지만, 만약 최소 대역폭이 너무 협소하게 유지되면, FM MPX 신호의 57 ㎑ 서브캐리어에 존재하는 RDS/RBDS 신호의 디코딩 및 RDS 동기화에 간접적으로 영향을 미칠 수 있다.

또한, 지역의 감도를 알면, RDS/RBDS 백그라운드 스캐닝이 RDS/RBDS 감도에 유용한 방식으로 행해질 수 있도록, 라디오가 예를 들어, 비-튜너 소스에 있는 경우에 라디오가 그것의 프론트 엔드 대역폭을 증가시키는 것이 가능할 수 있다. 최소 대역폭은 57 ㎑ FM MPX 서브캐리어 신호를 억제하지 않도록 충분히 넓게 유지될 수 있다.

종래의 라디오들에서, IF 이득 특징을 인에이블 또는 디스에이블시키는 것 또는 프론트 엔드 IF 필터 대역폭을 변화시키는 것은 제조 시에만 구성되고 제조 후에는 고정된 채로 유지되는 정적인 특징이다. 본 발명은 IF 신호에 대한 이득을 적응적으로 증가시키기 위한 수단을 제공하며, 이는 다중경로 및 초음파 잡음이 특정 범위들 내에 있을 때, 및 라디오가 현재 로컬 환경을 계측할 수 있는 경우, 특정 환경들(certain circumstances) 하의 RDS/RBDS 감도를 향상시킬 수 있다. "특정 환경들"이란 용어는 IF 이득이 신호를 증폭시키는 것과는 별도로 주의 깊게 사용되어야 하기 때문에 위에서 사용되었다. 특히, IF 이득은 오디오 품질에 대해 전반적인 유해한 영향을 가질 수 있는 인접 채널 잡음 및 높은 다중경로가 있는 경우에도 그 잡음을 증폭시킬 수 있다.

본 발명은 튜너 FM 소스 내에 있는 동안 백그라운드 검사를 수행하는 방법을 제공한다. 본 발명의 라디오 시스템(20)(도 2)은 사용자 입력을 처리하는 데에 사용될 수 있는 마이크로컨트롤러(22)를 포함할 수 있다. DSP(digital signal processor)(24)는 공중 IF 입력 신호의 오디오 복조를 제공하는 데에 사용될 수 있다. DSP(24)는 또한, I2C와 같은 직렬 통신 프로토콜을 통해 메인 마이크로컨트롤러(22)에 품질 정보 매개변수들을 제공하는 데에 사용될 수 있다. 품질 정보 매개변수들은 다중경로, 인접 채널 잡음 및 필드 강도(field strength)를 포함할 수 있다. DSP(24)는 튜너 IC(26)에 의존하여 프론트 엔드 RF 복조 및 이득 제어를 수행할 수 있다. 튜너 IC(26)는 또한, 중간 주파수가 복조 및 처리될 수 있는 DSP(24)에 중간 주파수를 출력할 수 있다. 튜너 IC(26)는 또한, DSP(24)에 신호를 전달하기 전에 6dBuV까지의 IF(중간 주파수)에 이득을 제공할 수 있다. 27에서 표시한 바와 같은 튜너 IC(26)와 DSP(24) 간의 통신은 I2C와 같은 직렬 통신 프로토콜을 통할 수 있는데, 이것은 400kbps로 동작할 수 있다.

안테나 시스템(28)은 튜너 IC(26)에 통신상 연결될 수 있다. 안테나 시스템(28)은 예를 들어, 위상 다이버시티의 수동적인 안테나 기둥(mast) 또는 능동적인 안테나 기둥의 형태일 수 있다.

DSP(24)는 복조된 튜너 오디오의 신호 품질 매개변수화를 제공할 수 있고, 그것이 직렬 버스(30)를 통해 마이크로컨트롤러(22)에 이용가능하게끔 할 수 있다. 일 실시예에서, 직렬 통신 버스(30)는 400kbps의 고속 I2C 형태이다.

신호 매개변수화는 필드 강도, 다중경로 및 초음파 잡음을 포함할 수 있다. 필드 강도는 신호 수신의 표시를 제공할 수 있고, 라디오 방송국(radio station)이 사용자 부근에서 양호한 신호 커버리지(coverage)를 갖는지를 결정하는 것을 도울 수 있다. 이 필드 강도 품질 매개변수는 AM과 FM 변조 신호 수신 둘 다에 적용가능할 수 있다.

신호는 높은 필드 강도를 가질 수 있지만, 신호를 반사/굴절(deflect)시키는 나무들 및 높은 건물에서 일어날 수 있는 반사의 대상일 수 있다. 다중경로 매개변수는 다중경로의 레벨이 확인되게 할 수 있고, 수신 품질에 영향을 줄 수 있다. 다중경로 품질 매개변수는 AM과 FM 변조 신호 수신 둘 다에 적용가능할 수 있다.

여러번, 방송국은 인접 채널 간섭을 야기하는 신호를 과변조할 수 있다. 예를 들어, 미국에서, FM 주파수는 200kHz 간격으로 떨어져 있다. 인접 채널 간섭은 현재 듣고 있는 방송국 옆에 있는 이웃 방송국이 높은 필드 강도를 갖는 경우에 초음파 잡음을 야기할 수 있다. 높은 필드 강도로 인해, 현재 듣고 있는 방송국의 스펙트럼과 이웃 방송국의 스펙트럼이 오버래핑되고, 이에 의해, 오디오 왜곡이 야기된다. 초음파 잡음은 통상적으로, IF 복조 후에 150kHz 대역을 넘는 고조파(harmonics)를 DSP가 검출한 경우 DSP에 의해 검출될 수 있다.

본 발명의 신규성 있는 특징은 사용자가 현재의 포어그라운드(foreground) 소스로서 FM 신호를 듣고 있는 동안 FM 신호들을 샘플링하는 것이다. FM 모드 특히, 단일의 튜너 환경에 있는 동안 감도 검사(sensitivity check)를 수행하는 것에 관련된 어려움은, 청취자가 듣고 있는 튜너가 다른 방송국으로 잠깐 스위치하여 품질 검사를 행하고 듣고 있는 방송국으로 리튜닝(re-tune)해야 한다는 것이다. 사용자는 방송국의 스위치와 방송국의 리튜닝 사이의 가간 동안 방송국을 청취할 수 없다. 듣고 있는 방송국의 신호에서의 이러한 인터럽트는 사용자에 의해 지각가능할 수 있으며, 따라서 사용자에게 불편함을 줄 수 있다.

오디오 시스템이 CD(compact disc) 또는 비-튜너(non-tuner) 소스에 있으면, 사용자가 비-튜너 소스를 듣고 있으므로 주파수들의 대역 스캔 검사가 사용자에게 지각가능하지 않은 상태에서 튜너가 그 검사를 수행할 수 있기 때문에, 주파수들의 대역 스캔 검사가 쉽게 수행될 수 있다. 지각할 수 없는 방식으로 검사를 수행할 수 있기 위해, 본 발명은 복조된 오디오 스트림에서 휴지기(pause)(즉, 침묵 또는 무성 활동의 기간)를 검출할 수 있는 휴지기 검출 논리를 포함하는 DSP를 활용할 수 있다. 일 실시예에서, 휴지기는 특정 타임 윈도우에서 제로 크로싱(zero-crossing)의 수를 계산함으로써 검출되며, 이 때, 제로 크로싱은 제로 또는 거의 제로로 떨어지는 신호 강도의 값으로서 정의될 수 있다. 다른 실시예에서, 휴지기는 단일의 강도 임계치(이 임계치 미만에서는 오디오가 휴지기에 있는 것으로 특징지어질 수 있음)를 활용함으로써 검출될 수 있다. 일 실시예에서, 휴지기는 휴지기의 지속기간이 약 40밀리초를 초과할 때 인지될 수 있다.

휴지기가 진행한 기간이 길수록 휴지기가 미래에 지속될 기간이 더 길다고 가정할 수 있다. 따라서, 품질 검사는, 품질 검사가 완료되기에 충분히 길게 휴기지가 지속될 가능성이 더 높다는 가정 하에서, 40밀리초와 같은 미리 정해진 기간 동안 휴지기가 진행한 후에 개시될 수 있다.

각각의 인지된 휴지기는 메인 마이크로프로세서를 인터럽트할 수 있는데, 그러면 그 메인 마이크로프로세서는 이웃 주파수의 품질 값을 위해 이웃 주파수를 질의(query)할 수 있다. 품질 값은 다중경로, 신호 강도 및/또는 인접 채널 잡음("초음파 잡음"이라고도 불림)의 함수일 수 있다.

도 3은 DSP(24)의 휴지기 검출 논리에 의해 트리거된 이웃 주파수 검사 동안의 뮤팅(muting)을 도시하는 타이밍도이다. 뮤팅은 32에서 나타나는 바와 같이, 오디오 주파수(AF) 홀드 라인이 LOW인 동안 일어날 수 있다. 도 3에 도시된 예에서, 32에서 나타나는 이웃 주파수 검사는 DSP(24)와 상호작용하는 튜너 IC(26)를 이용하여 약 5.2 밀리초의 지속기간을 갖는다. 튜닝 전압의 크기는 이웃 주파수 점프, 즉, 현재 듣고 있는 주파수와 검사될 이웃 주파수 간의 주파수 차이에 의존할 수 있다. 이웃 검사를 수행하는 데에 필요한 전체 시간은 일 실시예에서, 약 7밀리초일 수 있다. AF 홀드 라인은 특정 이웃 주파수로의 튜너 IC(26)의 실제 튜닝 전에 오디오를 뮤팅하기 위해 LOW가 될 수 있는데, 이 튜닝은 34에서 표시된다. 튜닝의 시작 후에, 38에서 나타나는 바와 같이 AF 샘플 라인이 HIGH가 되는 시간 동안 실제 샘플링이 수행되기 전에, 36에서 나타나는 바와 같이, PLL(phase-locked loop)의 정착을 위해 약 1밀리초가 제공될 수 있다. 품질 AF 샘플 검사 후에, 튜닝 주파수는 40에서 나타나는 바와 같이 원래 듣고 있었던 방송국으로 되돌려 설정될 수 있다. 튜닝 주파수가 되돌려 설정된 후에는, 42에서 나타나는 바와 같이, AF 홀드 라인이 HIGH가 되기 전에 PLL 설정을 위해 시간이 제공되어, 현재 듣고 있는 방송국의 오디오를 뮤팅해제(unmute)할 수 있다.

일 실시예에서, 튜너 IC(26)가 34에서 나타나는 바와 같이, 이웃 주파수로 스위치된 후에, 필드 강도, 다중경로 및 초음파 잡음의 3개의 매개변수의 판독들을 수집하기 위해 품질 샘플 검사가 수행된다. 판독들은 400kbps로 설정된 I2C 버스를 통해 수집될 수 있다. 빠른 액세스를 촉진하고, 필드 강도, 다중경로 및 초음파 잡음 매개변수들에 대해 DSP에서 3개의 별개의 이질적인 메모리 위치들로부터 3번의 연이은 I2C 판독을 행해야하는 것을 피하기 위해, DSP(24)는 한번의 I2C 판독을 통해 이 정보를 유지하는 3개의 레지스터를 호출하는 것을 지원할 수 있다. 단일의 I2C 판독을 가능하게 하기 위해, DSP(24)는 포인터 액세스를 통해 이질적인 메모리 위치들을 맵핑(map)하는 능력 및 자동증가(autoincrement)를 지원할 수 있다. 이들 특징은 규정된 시간 프레임 내에서 품질 샘플 검사를 행하는 데에 있어서, 그리고 차량 승객이 뮤팅 즉, 가청 방송의 인터럽션을 지각하는 것을 피하는 데에 있어서 중요할 수 있다.

이웃 주파수에 대해 품질 샘플 검사가 행해질 때, 오디오는 5.2밀리초까지 동안 즉, 대략 도 3의 32의 지속기간 동안 뮤팅되는데, 이것은 사용자가 지각불가능한 것일 수 있다. 그러나, 현재 듣고 있는 주파수에서 샘플 검사되고 있는 주파수까지의 실제 주파수 점프에 따라 실제의 타이밍은 다양할 수 있다는 점을 유념해야 한다. 상대적으로 긴 점프(예를 들어, 87.7에서 90.0MHz로의 비교적 짧은 점프와 비교할 때 87.7에서 107.9MHz로의 점프)는 더 많은 PLL(Phase Lock Loop) 잠금 시간을 필요로 할 수 있다. 일 실시예에서, 품질 샘플 검사를 수행하는 데에 필요한 시간의 상한은 약 7밀리초이며, 이것은 최종 사용자가 지각불가능한 것일 수 있다.

전체 대역 써치(full band search)를 완료하는 데에 걸리는 실제 시간은 휴지기가 검출되는 횟수에 따를 수 있다. 필드에서 이루어진 경험적 실험에 기초하면, 라디오 토크 쇼에 있어서 1분 기간 내에는 15회까지의 휴지기 검출이 있을 수 있다.

오디오 시스템이 튜너 모드일 때, 각각의 품질 샘플 검사는 약 7밀리초 걸릴 수 있으며, 이것은 품질 샘플 검사들이 그 사이에 중단없이 연속하여 즉, 백 투 백(back to back)으로 수행되지 않는 한 청취자들에게 지각불가능할 수 있다. 일 실시예에서, 연속적인 품질 샘플 검사들이 수행되는 것을 방지 또는 금지하기 위하여 예방책이 추가될 수 있다. 그렇지 않으면, 연속적인 검사들의 수행으로 인해, 7밀리초보다 더 큰 가청 방송의 인터럽션이 초래될 수 있으며, 이것은 최종 사용자 청취자들에게 지각가능한 것일 수 있다.

본 발명은 실시간 멀티스레드 환경에서 활용될 수 있다. 자동차 라디오와 같은 실시간 내장 시스템은 연속적으로 실행하는 다수의 스레드를 가질 수 있다. 품질 샘플 검사는 이롭게도, 사용자가 그것을 지각하지 못하도록 신속하게 행해질 수 있기 때문에, 일 실시예에서, 본 발명은 이벤트 스레드 핸들러를 사용한다. 이벤트 스레드 핸들러는 이벤트 플래그에 의해 트리거될 수 있다. 이벤트 플래그는 휴지기 검출 인터럽트가 발생할 때마다 설정될 수 있다. 일 실시예에서, 이벤트 스레드 핸들러는 더 높은 우선순위에서 실행하고, 따라서 실행중인 현재 스레드를 선점(preempt)할 수 있으며, 이로 인해, 실시간으로 약 300마이크로초씩의 결정론적인 처리가 이루어진다.

일 실시예에서, 라디오는 전체 대역 써치를 통해 라디오의 존재 장소에 대한 감도를 결정할 수 있다. 전체 대역 써치는 표준 편차에 대한 더 나은 해상도(resolution)를 제공할 수 있지만, 그것은 더 많은 처리를 필요로 할 수 있다. 일 실시예에서, 전체 대역 써치는, 사용자가 긴 기간 동안 즉, 임계 기간을 초과하는 기간 동안 방송국에 잠금된 경우에만 수행된다. 전체 대역 써치에서, 미국의 FM 대역(200kHz의 간격으로 떨어져 있는 87.7 내지 107.9MHz) 내에는 총 102개의 가능한 방송국들이 존재하기 때문에, 미국 지역에서는 102개까지의 주파수들이 검사될 수 있다. 이 특정한 써치에 있을 때, 전체 대역 써치가 수행되는 경우 동적 임계치의 계산은 다음의 수학식을 활용할 수 있다.

여기서, x는 스캔에서 계산되는 n개의 주파수들 각각의 개별적인 필드 강도를 나타내고

는 표준 편차인데 이것은 바이어스 추정자일 수 있다. 샘플 크기가 클수록 변화는 더 작을 수 있다. 변수 n은 스캐닝된 주파수들의 총 개수를 나타낸다.

일 실시예에서, n의 값은 보정될 수 있다. 예를 들어, 미국 FM 주파수 스펙트럼의 경우에, 변수 n은 102의 값을 채용할 수 있는데, 이것은 방송국들 사이의 간격이 200kHz인 87.7과 107.9MHz 간의 가능한 주파수들의 개수이다.

필드 강도에 대한 동적인 상한 임계값은 다음의 수학식을 이용하여 계산될 수 있다.

다른 실시예에서, 라디오는 제한된 써치 모드를 사용함으로써 라디오의 존재 장소에 대한 감도를 결정할 수 있다. 제한된 써치 모드는 표준 편차에 대한 더 낮은 해상도를 제공할 수 있다. 라디오는 서로 다른 여러 환경 중 임의의 환경 하에서 제한된 써치 모드에 진입할 수 있다. 예를 들어, 배터리의 첫번째 전기 접속 시에 방송국 신호 강도 정보가 이용가능하지 않은 경우에 라디오는 제한된 써치를 수행할 수 있다. 다른 예로서, 방송국 신호 강도 데이터 수집이 완료되기 전에 사용자가 검색(seek) 동작을 트리거하는 경우에 라디오는 제한된 써치를 수행할 수 있다. 수집된 샘플 크기가 특정 값 미만인 경우, n개의 방송국의 신호 강도 데이터가 수집될 때까지 보정된 임계치가 사용될 수 있다. 임계치뿐만 아니라 n의 값도 보정가능할 수 있다. 예를 들어, 미국 지역에 기반을 두고 102개의 주파수의 신호 강도 데이터가 수집된 경우, 동작은 전체 대역 써치 모드에서 진행될 수 있다.

그러나, 샘플 크기가 전체 스펙트럼 범위를 포함하지 않는 경우, 다음의 언바이어스의(unbiased) 표준 편차 추정자가 활용될 수 있다.

필드 강도에 대한 동적인 상한 임계값은 다음의 수학식을 이용하여 계산될 수 있다.

일반적으로, 수집되는 데이터에 기초하여, 본 발명은 라디오가 낮은 감도 설정 또는 높은 감도 설정에 적합한 환경에 놓이는지를 결정 또는 계산할 수 있다. 표준 편차는, 주파수들의 신호 강도들이 산술 평균(mean average) 주위에서 얼마나 이질적으로 다양한지의 표시이다. 예를 들어, 도시 지역은 통상, 강한 필드 강도를 갖는 방송국들을 호스팅한다. 주파수들의 범위에 걸친 강한 필드 강도의 일관성으로 인해, 낮은 표준 편차 값들이 생길 수 있다.

본 발명은 라디오가 배치되는 지역이 낮은 감도 또는 높은 감도에 적절한지를 결정할 수 있다. 제1 시나리오에서, 수집된 필드 강도 데이터는 높은 표준 편차를 가지며, 특정 필드 강도(예를 들면, 28dBuV) 초과의 방송국들의 개수가 임계의 방송국 개수보다 작은데, 이것은 낮은 감도 동작이 적절하다는 것을 나타낸다. 임계의 방송국 개수는 보정가능한 값일 수 있다.

제2 시나리오에서, 수집된 필드 강도 데이터는 낮은 표준 편차를 가지며, 특정 필드 강도(예를 들면, 28dBuV) 초과의 방송국들의 개수가 임계의 방송국 개수보다 작은데, 이것은 낮은 감도 동작이 적절하다는 것을 나타낸다. 임계의 방송국 개수는 보정가능한 값일 수 있다. 상술한 제1 및 제2 시나리오는 도시 지역의 변두리에 있고 교외 지역으로 간주될 수 있는 장소들의 특징일 수 있다.

제3 시나리오에서, 수집된 필드 강도 데이터는 낮은 표준 편차를 가지며, 특정 필드 강도(예를 들면, 28dBuV) 초과의 방송국들의 개수가 임계의 방송국 개수보다 많다. 이 시나리오에서 그리고 다른 모든 시나리오에서, 높은 감도 동작이 적절할 수 있다. 임계의 방송국 개수는 보정가능한 값일 수 있다. 이 제3 시나리오는 전송기 네트워크들이 지역적으로 부근에 존재하거나 건물 옥상에 중계기(repeater)를 갖는 것에 기인할 수 있는 강한 신호 강도를 일반적으로 갖는 도시 지역의 특징일 수 있다. 교외 및 지방 지역은 통상적으로 신호들을 증폭하는 중계기를 갖지 않는다.

본 발명은 라디오가 라디오의 존재 장소에 대한 감도를 결정하여 라디오 내의 모딩 상태(moding state)에 전력을 공급할 수 있게 할 수 있다. 이러한 스캔의 효율성을 높이기 위해, 콜드 스타트(cold start) 또는 첫번째 배터리 접속 시에, 라디오는 액세서리(accessory, ACC)가 ON으로 스위치되기 전에 스캔을 시작할 수 있다. 예를 들어, 스캐닝은, 라디오가 차량 내에 설치된 후 차량의 ACC 스위치가 처음으로 턴온되기 전에 수행될 수 있다. 이것은 최종 사용자에게 투명한 백그라운드 스캐닝을 가능하게 할 수 있다. ACC가 OFF로 스위치되면, 라디오는, 라디오가 HALT 상태(즉, 저전류가 수면 상태를 이끌어 냄)로 될 수 있는 셧다운을 완료하기 전에 그것의 수집된 통계 자료를 갱신하기 위해 스캔을 수행할 수 있다.

검사들이 백 투 백으로 또는 연속적으로 수행되는 것(이로 인해, 사용자가 오디오 뮤트를 감지할 수 있게 됨)을 금지 또는 방지하기 위해, 검사가 수행될 때마다 원-샷 타이머(one-shot timer)가 설정될 수 있다. 원-샷 타이머의 설정은, 이전의 휴지기 검출 트리거된(pause detect triggered) 검사가 수행된 직후에 휴지기 검출 트리거가 있더라도 이 타이머가 경과한 경우에만 제2의 검사가 수행되는 것을 보장할 수 있다. 이 연속적인 검사 방지 원-샷 타이머는 보정가능할 수 있다.

품질 샘플 검사들의 효율성을 높이기 위해, 타이머는 품질이 계산될 때 사용될 수 있다. 타이머는 차량 LAN(local area network)이 제공하는 속도 정보를 이용하여 감소(decrement)될 수 있다. 방송국이 품질에 대해 샘플링되자마자, 그 특정 방송국에 관련된 타이머가 설정될 수 있다. 타이머가 유효인(즉, 논-제로 값을 갖는) 한, 품질 검사는 그 방송국에서 다시 수행될 수 없다. 그러나, 타이머가 제로로 감소하면, 다른 품질 검사가 수행될 수 있다.

타이머는 주기적인 타이머 틱(tick)에 의해 또는 자동차 내의 LAN이 제공하는 속도 정보를 통해 감소될 수 있다. 차량이 정지하고 있는 경우 타이머의 감소는 없기 때문에, 일 실시예에서, 속도 정보를 통한 타이머 감소는 특히 이로울 수 있다. 감소율은 차량의 속도에 의존할 수 있다.

일 실시예에서, 본 발명은 지각 가중 검사들(perceptually weighted checks)을 이용할 수 있다. 휴지기 검출 논리 검사를 보완하기 위하여, 본 발명은 현재 듣고 있는 방송국(currently listened-to station)의 수신 품질이 불량할 경우 대체의 주파수 검사를 트리거하는 것을 포함할 수 있다. 즉, 현재 듣고 있는 방송국의 수신 품질이 불량한 경우, 본 발명은 사용자에 의해 쉽게 지각되지 않는 검사로 "몰래 들어갈(sneak in)" 수 있다. 추가의 검사를 허용하기 위하여, 본 발명은 품질 매개변수에 기초하여 지각 가중 필터를 이용할 수 있다. 지각 가중 검사들은 현재 듣고 있는 방송국의 불량한 신호 수신을 이용하여 검사들을 수행할 수 있다.

추가의 품질 검사를 지원하기 위해, 일 실시예에서, 약 500 밀리초의 지속기간(duration)을 갖는 원-샷 타이머가 이용되어 현재의 품질 상태를 지속적으로 검사한다. 품질 검사가 잡음을 나타내고, 품질 검사가 이전의 1 초 시간 프레임 내에서 수행되지 않았다면, 품질 검사가 개시된다.

본 발명에 의해 이용되는 지각 필터(perceptual filter)는 필드 강도(field strength), 다중경로 및 초음파 잡음을 품질 인자(quality factor)에 입력하는 3차 함수를 포함할 수 있다. 상기 세 개의 매개변수들은 자동증가 레지스터들을 통해 DSP로부터 수신될 수 있다.

일 실시예에서, DSP로부터 판독되는 필드 강도, 다중경로 및 초음파 잡음의 매개변수들은 모두 0 내지 100의 범위의 값들로 정규화된 범위 내에 있다. 값들의 100×100×100 품질 테이블을 생성 및 저장하는 것은 마이크로컨트롤러의 ROM 메모리의 과도한 양을 소모할 것이다. 100%의 풀 스케일(full scale)에서 동작하는 것이 요구되지는 않는데, 그 이유는 오디오의 왜곡은 통상적으로 0 내지 25%의 범위에서 지각되기 때문이다. 경험적인 청취 테스트들에 기초하여, 0 내지 25% 범위의 세그먼트들 내에서 스케일 값을 그룹화하는 것이 가장 효율적일 수 있는 것으로 밝혀졌는데, 그 이유는 사용자의 관점에서, 24%에서의 왜곡과 25%에서의 왜곡 간에는 차이가 지각되지 않을 수 있기 때문이다. DSP로부터의 다중경로 및 초음파 잡음을 정규화하는 예로서, 이러한 0 내지 25% 범위는 다음과 같이 매개변수들의 각각에 대하여 레벨 0, 1 또는 2로 나누어질 수 있다:

다중경로에 대한 레벨 0 - 0 내지 10%의 다중경로 값들을 포함.

다중경로에 대한 레벨 1 - 11 내지 20%의 다중경로 값들을 포함.

다중경로에 대한 레벨 2 - 20 내지 25%의 다중경로 값들을 포함.

유사하게, 초음파 잡음에 대하여, 0 내지 25% 범위는 다음의 방식으로 레벨 0, 1 또는 2로 나누어질 수 있다:

초음파 잡음에 대한 레벨 0 - 0 내지 15%의 초음파 잡음 값들을 포함.

초음파 잡음에 대한 레벨 1 - 15 내지 20%의 초음파 잡음 값들을 포함.

초음파 잡음에 대한 레벨 2 - 20 내지 25%의 초음파 잡음 값들을 포함.

일 실시예에서, 상기 범위들은 보정가능하다. 필드 강도는 품질 테이블에서 가장 중요한 매개변수일 수 있는데, 그 이유는 필드 강도는 수신의 강도에 비례하기 때문이다. 필드 강도는 5 dBuV의 단위들로 정규화될 수 있고 80 dBuV의 상한 캡(cap)을 가질 수 있어, 16개의 가능한 필드 강도 값들이 생긴다.

따라서, 품질 테이블의 사이즈는 16개의 필드 강도 값들×3개의 다중경로 값들×3개의 초음파 잡음 값들로 설정될 수 있다. 그러나, 이 테이블 사이즈 매개변수들은 보정가능할 수 있다. 품질 테이블은 차량에 의해 이용된 안테나 유형, (즉, 수동 안테나, 능동 안테나 또는 다이버시티 안테나)에 기초하여 변화할 수 있다.

본 발명은 여기에서, 단일의 튜너 오디오 시스템에 적용되는 것으로 개시되었다. 그러나, 본 발명은 듀얼 튜너 환경 또는 단일의 튜너 환경의 어느 곳에서도 구현될 수 있다.

외부 다이버시티를 갖는 듀얼 튜너 시스템에서, 튜너들 중 한 튜너는 백그라운드 스캐닝 전용일 수 있다. 신호 매개변수들은 평균화를 목적으로 무한 임펄스 응답 필터(infinite impulse response filter)를 경유하여 로우패스 필터링될 수 있다. 신호 매개변수화 검사들(signal parameterization checks)을 위하여 1초의 히스테리시스(hysteresis)가 이용될 수 있다. 평균적으로 약 3개의 검사들이 이루어질 수 있다. 검사들은, 사용자가 방송국을 청취하고 있는 FM 소스에 있는 동안 내내 50 밀리초 간격들로 떨어져 있을 수 있다. 즉, 서브튜너(subtuner)가 백그라운드 스캐닝에서 지속적으로 관여되기 때문에, 1차 튜너는 사용자가 원하는 방송국 또는 방송국들을 인터럽트되지 않는 방식으로 청취하게 할 수 있다.

위상 다이버시티를 갖는 듀얼 튜너 시스템에서, 튜너들 중 한 튜너는 다른 안테나 상의 신호 수신이 양호한 것으로 지각되면 백그라운드 스캐닝에 대해 전용이 될 수 있다. 신호 매개변수들은 평균화를 목적으로 무한 임펄스 응답 필터를 경유하여 로우패스 필터링될 수 있다. 신호 매개변수화 검사들을 위하여 1초의 히스테리시스가 이용될 수 있다. 평균적으로 약 3개의 검사들이 이루어질 수 있다. 검사들은, 사용자가 방송국을 청취하고 있는 FM 소스에 있는 동안 내내 50 밀리초 간격들로 떨어져 있을 수 있다. 그러나, 신호 수신이 불량한 경우, 위상 다이버시티로 인해 더 양호한 신호 수신을 제공하기 위해 양쪽 안테나들이 모두 이용될 수 있다. 이 경우, 휴지기 검출 방법이 이용되는 경우에만 이웃하는 주파수들의 신호 검사들이 수행될 수 있다.

단일 튜너 시스템에서, 검사가 지각되는 것을 회피하기 위해, 라디오가 튜너 FM 소스(Tuner FM Source)로 소싱되는 경우 지각 가중 검사들에 걸쳐 또는 검출된 휴지기마다 오직 하나의 검사만 수행되는 것이 전형적이다. 그러나, 사용자가 비튜너 소스(non-Tuner source)에 소싱되면, 단일 튜너는 IIR(infinite impulse response) 평균 신호 매개변수화 검사들을 적용할 수 있는데, 그 이유는 사용자가 튜너 소스를 청취하고 있지 않기 때문이다.

도 4a-b는 조지아주, 피치트리 시티 소재의 파나소닉 소프트웨어 디자인 센터에서 취한 대역스캔들(bandscans)에 대한 필드 강도 대 주파수의 곡선들인데, x축은 주파수를 나타내고, y축은 필드 강도를 dB 마이크로볼트로 나타낸다. 특히, 도 4a는 87.5 내지 108MHz 범위에 있으며 100kHz 주파수 스텝(frequency step)을 갖는 FM 대역스캔에 대응하고, 도 4b는 76 내지 90MHz의 범위에 있으며 100kHz의 주파수 스텝을 갖는 FM 대역스캔에 대응한다.

품질 검사를 수행하기 위한 본 발명의 방법(500)의 일 실시예가 도 5에 예시된다. 제1 단계(502)에서, 현재 청취 중인 신호 내에서 휴지기가 검출되는지 여부가 결정된다. 일 실시예에서, 휴지기는 적어도 40 밀리초 지속된 경우 인식된다.

휴지기가 검출되지 않으면, 단계(504)에서 현재 청취되는 신호의 품질이 임계 레벨보다 작은지 여부가 결정된다. 현재 청취되는 신호의 품질이 임계 레벨보다 크다면, 단계(506)에서 나타낸 바와 같이, 아무런 동작도 수행되지 않으며, 동작은 단계(502)로 복귀한다.

그러나, 단계(502)에서 휴지기가 검출되거나, 단계(504)에서 현재 신호의 품질이 임계치보다 작은 것으로 밝혀지면, 단계(508)에서, 연속적인 타이머가 설정되었는지 여부가 결정된다. 즉, 원-샷 타이머가 현재 작동하고 있는지(품질 검사가 현재 수행 중인 것을 나타냄) 여부가 결정된다. 청취자가 인식할 정도로 충분히 긴 시간 동안 오디오를 침묵시키는 백 투 백 품질 검사들을 수행하는 것을 회피하기 위하여, 단계(506)에서 나타낸 바와 같이, 연속적인 타이머가 설정되었다면 아무런 동작도 수행되지 않는다.

단계(508)에서, 연속적인 타이머가 설정되지 않은 것으로 결정되면, 데이터베이스가 검사되고(단계(510)) 단계(512)에서 무효 엔트리 타이머(invalid entry timer)를 갖는 주파수가 있는지 여부가 결정된다. 즉, 방송국이 품질에 대하여 샘플링되자 마자, 그 특정한 방송국과 연관된 엔트리 타이머가 설정될 수 있다. 타이머가 유효인 한(즉, 영이 아닌 값을 갖는 한), 그 방송국에 대하여는 품질 검사가 다시 수행되지 않을 수 있다. 그러나, 일단 타이머가 0으로 감소되어, 무효가 되면, 다른 품질 검사가 수행될 수 있다. 따라서, 단계(512)에서 무효 엔트리 타이머를 갖는 주파수가 없는 것으로 결정되면, 동작은 단계(506)로 진행되어 아무런 동작도 취해지지 않는다. 한편, 단계(512)에서 무효 엔트리 타이머를 갖는 주파수가 있는 것으로 결정되면 동작은 단계(514)로 진행한다.

단계(514)에서, 오디오 주파수 검사가 수행되고, 연속적인 검사 방지 타이머가 설정된다. 예를 들어, 품질 샘플 검사가 수행되어 주어진 오디오 주파수에서의 필드 강도, 다중경로 및 초음파 잡음의 3개의 매개변수들을 판독한 것들을 수집할 수 있다. 백 투 백 또는 연속적으로 검사들이 수행되어 사용자가 오디오 뮤트를 지각하도록 유발하는 것을 금지 또는 방지하기 위하여, 검사가 수행될 때마다 연속적 검사 방지 타이머가 설정될 수 있다. 연속적 검사 방지 타이머의 설정은 이전의 휴지기 검출 트리거된 검사가 수행된 직후 휴지기 검출 트리거가 있더라도, 이 타이머가 경과한 경우에만 제2 검사가 수행될 것을 확실히 할 수 있다.

최종 단계(516)에서, 품질 테이블이 갱신되고 엔트리를 위한 타이머가 설정된다. 품질 테이블은 각각의 오디오 주파수에 대한 필드 강도, 다중경로 및 초음파 잡음의 값들로 갱신될 수 있다. 단계(512)와 관련하여 전술된 바와 같이, 방송국이 품질에 대하여 샘플링되자 마자, 그 특정의 방송국과 연관된 엔트리 타이머는 0이 아닌 값으로 설정될 수 있고 그 후 감소되기 시작한다. 타이머가 0이 아닌 값을 갖는 한, 그 방송국에 대하여 품질 검사는 다시 수행되지 않을 수 있다. 그러나, 타이머가 0으로 감소하면, 다른 품질 검사가 수행될 수 있다. 단계(516)의 완료시, 동작은 단계(502)로 복귀하고 전술된 프로세스는 무제한 반복될 수 있다.

도 5의 단계들(510, 512, 514 및 516)과 함께 발생할 수 있는 본 발명의 판정 분석 방법(600)이 도 6에 도시된다. 제1 단계(602)에서, 데이터베이스로부터 정보가 검색된다. 검색된 정보는 품질이 검사될 주파수들의 리스트를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 10초 타이머가 백그라운드에서 동작할 수 있고, 10초 타이머가 만기될 때, 튜너 감도, 오디오 감도, 및 RDS/RBDS 매개변수들에 대한 갱신이 이루어질 수 있다. 다음 단계(604)에서, 전체 대역 또는 제한된 써치가 수행되는지 결정된다. 이 결정은 라디오의 현재 모드와, 청취자가 알아차리지 않게 전체 대역 써치를 수행하기 위하여 충분한 시간이 이용 가능한 지에 의존할 수 있다. 전체 대역 써치(단계(606)) 또는 제한된 써치(단계(608))가 수행되는지와 무관하게, 튜너 감도, 오디오 감도, 및 RDS/RBDS 매개변수들은 직렬 통신(serial communication)을 이용하여 DSP에서 갱신될 수 있다(단계(610)).

차량 내에서 라디오를 동작하기 위한 본 발명의 방법(700)의 일 실시예가 도 7에 도시된다. 제1 단계(702)에서, 제1 주파수가 튜닝(tuning into)된다. 즉, 차량 내의 승객은 라디오의 튜닝 주파수를 소정의 원하는 라디오 방송국의 방송 주파수에 맞추도록 설정할 수 있다. 다음, 단계(704)에서, 제1 주파수와 연관된 제1 신호에서의 휴지기가 검출된다. 일 실시예에서, 적어도 40 밀리초 지속하는 현재 청취 주파수에서의 내용의 부재는 휴지기로서 인식된다. 다음 단계(706)에서, 튜닝은 제1 주파수로부터 제2 주파수로 스위치된다. 즉, 휴지기가 인식된 직후, 튜너는 현재 청취 주파수로부터 품질이 검사될 다른 주파수로 튜닝을 스위치할 수 있다. 단계(708)에서, 제2 주파수에 대한 신호 품질 메트릭이 측정된다. 예를 들어, 품질이 검사될 주파수에 대하여 다중경로, 신호 강도, 및 초음파 잡음의 신호 품질 메트릭들이 측정될 수 있다. 다음, 단계(710)에서, 튜닝은 제2 주파수로부터 제1 주파수로 스위치된다. 즉, 다른 주파수의 품질이 검사된 직후, 튜너는 튜닝을 다시 현재의 청취 주파수로 스위치할 수 있다. 단계(712)에서 차량이 이동한 거리들이 모니터링된다. 일 실시예에서, 이동된 거리는 차량 컴퓨터로부터 수신한 속도 정보와 함께 원-샷 타이머를 이용하여 모니터링된다. 다른 실시예에서는, 라디오가 특정 주파수에서의 품질 검사를 마지막으로 수행한 위치로부터 차량이 얼마나 멀리 있는지를 결정할 수 있도록, 차량이 이동한 방향들도 고려된다. 최종 단계(714)에서, 제2 주파수에 대한 신호 품질 메트릭은 제2 주파수에 대한 신호 품질 메트릭의 이전의 측정 이후로 차량이 임계 거리를 이동한 경우에만 다시 측정되는 것이 가능해진다. 즉, 특정 주파수에 대한 이전의 품질 검사 이후로 차량이 이동한 거리가 신호 품질이 실질적으로 상이해질 수 있을 만큼 충분히 크다면, 신호 품질 메트릭의 다른 측정이 수행될 수 있다.

튜너를 구성하기 위한 본 발명의 방법(800)이 도 8에 도시된다. 제1 단계(802)에서, 라디오 주파수들의 범위가 스캐닝된다. 예를 들어, 전체 대역 써치에서, U.S. 지역에서는 102개의 주파수들이 검사될 수 있다. 다음 단계(804)에서, 복수의 주파수들의 각각에 대하여 신호 품질 메트릭이 측정된다. 일 실시예에서, 102개의 주파수들 각각에 대하여 필드 강도가 측정된다. 단계(806)에서, 신호 품질 메트릭들의 복수의 측정치들의 평균값 및 표준편차가 계산된다. 예를 들어, 필드 강도 측정치들의 표준편차 및 평균값은 전술된 수학식 1 및 2에 의해 계산될 수 있다. 최종 단계(808)에서, 튜너에 대하여 동작 주파수들의 세트가 선택되며, 그 선택은 계산 단계에 의존한다. 예를 들어, 검색 정지(Seek Stop) 동작에 포함될 주파수들은, 그들의 필드 강도들이 평균값과 어떻게 비교되는지, 및 그들의 필드 강도들이 평균값으로부터의 표준 편차에 어떻게 비교되는 지에 기초하여 선택될 수 있다.

본 발명은 예시적인 설계를 갖는 것으로 설명되었지만, 본 발명은 본 개시의 취지 및 범위 내에서 더 수정될 수 있다. 따라서, 본 출원은 일반적인 원리들을 이용하여 본 발명의 변형들, 이용들 또는 적응들을 커버하려는 것이다. 또한, 본 출원은, 본 개시로부터의 이러한 발전들을 본 발명이 속하는 분야에서 공지의 또는 통례적 관행 내에 있는 것으로서 커버하려는 것이다.

Claims (10)

1. 단일 튜너 라디오(20)를 동작시키는 방법으로서,
   제1 주파수에 튜닝하는 단계;
   상기 제1 주파수와 연관된 제1 신호에서 휴지기(pause)를 검출하는 단계;
   상기 제1 주파수로부터 제2 주파수로 튜닝을 스위치하는 단계;
   상기 제2 주파수에 대한 신호 품질 메트릭(signal quality metric)을 측정하는 단계;
   상기 제2 주파수로부터 상기 제1 주파수로 튜닝을 스위치하는 단계;
   차량이 이동한 거리를 모니터링하는 단계; 및
   상기 제2 주파수에 대한 신호 품질 메트릭의 이전 측정으로부터 상기 차량이 임계 거리를 이동한 경우에만 상기 제2 주파수에 대한 신호 품질 메트릭이 다시 측정되는 것을 가능하게 하는 단계
   를 포함하고,
   상기 제2 주파수로의 튜닝과 연관된 튜닝 전압은 상기 제1 주파수와 상기 제2 주파수 간의 주파수차에 의존하는 방법.
2. 튜너(26)를 구성하는 방법으로서,
   라디오 주파수들(radio frequencies)의 범위를 스캐닝하는 단계;
   제1 주파수와 제2 주파수를 포함하는 복수의 라디오 주파수들의 각각에 대한 신호 품질 메트릭을 측정하는 단계 - 상기 제2 주파수에 대한 신호 품질 메트릭의 측정을 위해 상기 제1 주파수는 상기 제2 주파수로 스위칭됨 - ;
   신호 품질 메트릭들의 복수의 측정치들의 평균치 및 표준편차를 계산하는 단계;
   상기 튜너에 대한 동작 주파수들의 세트를 선택하는 단계 - 상기 선택하는 단계는 상기 계산하는 단계에 의존함 -; 및
   상기 제2 주파수에 대한 신호 품질 메트릭의 이전 측정으로부터 차량이 임계 거리를 이동한 경우에만 상기 제2 주파수에 대한 신호 품질 메트릭이 다시 측정되는 것을 가능하게 하는 단계
   를 포함하는 방법.
3. 제2항에 있어서, 상기 신호 품질 메트릭은 필드 강도, 다중경로의 레벨 및 초음파 잡음 중 적어도 하나에 의존하는 방법.
4. 제2항에 있어서, 상기 선택하는 단계는 상기 신호 품질 메트릭에 대한 임계치를 설정하는 단계를 포함하는 방법.
5. 제4항에 있어서, 상기 임계치는 검색 정지(seek stop)를 위한 임계치를 포함하는 방법.
6. 제4항에 있어서, 상기 튜너의 지리적 위치에 따라 상기 임계치를 동적으로 변화시키는 단계를 더 포함하는 방법.
7. 제2항에 있어서, 상기 선택하는 단계는 상기 튜너가 허용 가능한 품질의 신호들을 수신할 수 있는 방송국들의 수를 최대화시키는 동작 주파수들의 세트들을 선택하는 단계를 포함하는 방법.
8. 제7항에 있어서, 상기 선택하는 단계가 미리 정해진 감도보다 낮은 감도를 이용하여 수행되어야 하는지 또는 상기 미리 정해진 감도보다 높은 감도를 이용하여 수행되어야 하는지를 결정하는 단계를 더 포함하는 방법.
9. 제2항에 있어서,
   상기 튜너를 차량 내에 설치하는 단계; 및
   상기 설치하는 단계 후에 상기 차량의 액세서리(accessory) 스위치가 처음으로 턴온되기 전에 적어도 상기 스캐닝하는 단계를 수행하는 단계
   를 더 포함하는 방법.
10. 차량 내의 라디오(20)를 동작시키는 방법으로서,
    제1 주파수에 튜닝하는 단계;
    상기 제1 주파수와 연관된 제1 신호에서 휴지기를 검출하는 단계;
    상기 제1 주파수로부터 제2 주파수로 튜닝을 스위치하는 단계;
    상기 제2 주파수에 대한 신호 품질 메트릭을 측정하는 단계;
    상기 제2 주파수로부터 상기 제1 주파수로 튜닝을 스위치하는 단계;
    상기 차량이 이동한 거리를 모니터링하는 단계; 및
    상기 제2 주파수에 대한 신호 품질 메트릭의 이전 측정으로부터 상기 차량이 임계 거리를 이동한 경우에만 상기 제2 주파수에 대한 신호 품질 메트릭이 다시 측정되는 것을 가능하게 하는 단계
    를 포함하는 방법.

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